Linux Swap 是什么？虚拟内存原理、配置与优化

一、虚拟内存基础：内存管理的核心抽象

• 内存隔离：进程间内存互不干扰，提升安全性；
• 地址扩展：突破物理内存限制，支持超大程序运行；
• 共享优化：通过共享库和内存映射减少重复占用。

二、Swap 机制：物理内存的弹性缓冲

2.1 工作原理

1. 页面选择：内核通过 LRU 算法（最近最少使用）挑选冷数据页；
2. 换出操作：将选中页写入 Swap，标记为 “已换出”；
3. 换入操作：进程再次访问时，从 Swap 读回物理内存。

2.2 两种实现形式

三、Swap 配置与优化实操

3.1 基础配置三步法（以 4GB 交换文件为例）

# 1. 创建文件
sudo fallocate -l 4G /swapfile

# 2. 设置权限并格式化
sudo chmod 600 /swapfile && sudo mkswap /swapfile

# 3. 启用并开机自启
sudo swapon /swapfile
echo '/swapfile none swap sw 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab

3.2 关键参数调优

• swappiness（0-100）：控制 Swap 使用倾向，值越低越优先用物理内存：
  # 临时设置为15（推荐数据库服务器）
sudo sysctl vm.swappiness=15
# 永久生效
echo 'vm.swappiness=15' | sudo tee -a /etc/sysctl.conf


   

  • 数据库服务器：5-10；桌面环境：30-50；测试机：60-80。
• vfs_cache_pressure：降低值保留更多文件缓存：
  echo 'vm.vfs_cache_pressure=50' | sudo tee -a /etc/sysctl.conf
  

四、监控与问题解决

4.1 常用监控工具

• free -h：快速查看内存 / Swap 使用概况；
• vmstat 1 5：实时监控换入（si）/ 换出（so）速率；
• sar -W 1 3：分析历史 Swap 活动。

4.2 常见问题解决

• Swap 使用率过高：用top -o %MEM排查内存泄漏进程，优化应用或增加物理内存；
• 性能下降：将 Swap 迁移至 SSD，或启用 zswap 内存压缩；
• 容器环境：Kubernetes 需在 kubelet 配置中开启failSwapOn: false。

结语